Es gibt so Bilder, die sieht man und denkt sich: „Ne, das kann jetzt nicht sein. Das ist Fake!“ Und meistens ist es dass dann auch. Als ich heute dieses Bild des Saturnmondes Pan gesehen habe, hab ich mir das zuerst auch gedacht:
Das ist doch kein Mond! Das ist absurd! -habe ich mir gedacht. Aber das IST ein Mond (und ja, ich kenne die Star-Wars-Witze; danke der Nachfrage) und er sieht genau so absurd aus.
Der Mond Pan wurde im Juli 1990 entdeckt (auf Fotos die die Raumsonde Voyager schon 1981 gemacht hatte). Der Brocken mit einer Größe von knapp 30 Kilometern hatte sich davor erfolgreich vor den Augen der Astronomen versteckt. Er sitzt ja auch inmitten der Saturnringe, wie diese ältere Aufnahme zeigt:
Pan ist 73.316 Kilometer von Saturn entfernt und folgt einer fast kreisförmigen Bahn die in mitten durch den äußeren hellen Ring des Saturns führt (genauer: durch die Encke-Teilung des „A-Rings“). Er ist dem Saturn so nahe, dass ihn dessen Gezeitenkräfte eigentlich auseinander reißen sollte: Er befindet sich innerhalb der sogenannten „Roche-Grenze“ (über die ich hier mehr geschrieben habe und dass er noch nicht zerbrochen ist, liegt wahrscheinlich nur daran, dass er so klein und kompakt ist; ein größere Mond wäre längst zerstört worden. Oder aber Pan ist alles andere als kompakt sondern eine ziemlich lose zusammenhängende Ansammlung aus Geröll und Eis – und so wie es aussieht, ist diese Hypothese wahrscheinlicher.
Die neuen Bilder der Raumsonde Cassini legen das zumindest nahe. Und weil sie so schön sind, sind hier noch ein paar:
Der „Gürtel“ den der Mond trägt stammt von den Ringteilchen des A-Rings, die er auf seinem Weg aufsammelt. Pan befindet sich zwar in einer Lücke des Rings; in der Lücke gibt es aber noch einen schmaleren Ring aus Staub- und Eisbrocken, die durch die Gravitationskraft von Pan dorthin gelangt sind. Diese Pan-„Ringlets“ kennt man auch schon länger; so sehen sie aus:
Und ein Teil des ganzen Krempels landet anscheinend regelmäßig auf Pan und verleiht ihm so die absurde Form die er hat. Es ist schon ziemlich cool, was da draußen alles durchs Weltall fliegt!
Wenn der jetzt seinen Orbit freiräumt, darf ich den dann als Planeten bezeichnen? 🙂
Hier sieht man den Saturnmond Pan sogar noch um eine Spur schärfer.
Quelle: https://saturn.jpl.nasa.gov/galleries/raw-images/
Raw Images: rechts bei Filter unter All Targets: Pan eintippen und aktivieren.
Hm, sieht man da nicht eine Atmosphäre an den Rändern von Pan,
vielleicht gar verdunstendes Kohlendioxid?
Nähere Aufnahmen von Pan wird man wohl nicht so schnell erhalten :).
Es ist tatsächlich cool, was alles durch das Weltall fliegt, aber noch cooler wäre es, wenn wir endlich mal wieder durch das Weltall fliegen würden.
hammer! total irre.
Wenn der Gesamtdurchmesser 30km ist, dann ist dieser Kragen an einigen Stellen mehr als 5km hoch. Seltsam, dass so eine Struktur überhaupt stabil ist. Aber vielleicht bricht der alle paar x-tausend Jahre zusammen, und das Geröll bildet dann allmählich die Linsenform des inneren Bereiches. Sachen gibts…
@schlappohr: Da so ein 30km Brocken kaum Eigengravitation erzeugt ist das keine „Struktur“ im engeren Sinn, die zusammen“brechen“ kann – sondern eher eine lose zusammenhängende Sammlung aus Staub und Geröll…
Vielleicht ist es ja ein getarntes Raumschiff, Form und Grösse entsprechen ungefähr der BASIS 😉
@Florian: Ja, habe ich auch überlegt. Aber immerhin hat Pan genug Masse, um zumindest eine konvexe Form anzunehmen (abgesehen vom Kragen), im Gegensatz z.B. zu „Tschuri“.
Kann es sein, dass der eingesammelte Staub irgendwie „festfriert“? Oder wird der Kragen tatsächlich nur von seiner eigenen Gravitation gehalten?
Nein, das getarnte Raumschiff kreist um den Saturn, und ist im Janus versteckt. (wie will man sonst dessen Bahndaten erklären)
☺
@Norbert: Die Himmelsmechanik von Saturns Wechselmonden hab ich auch schon mal irgendwo hier im Blog erklärt.
eigentlich, so rein von der gesamtform her, sieht Pan wie ein bizarrer embryo seines mutterplaneten aus.
Noch mehr Bilder (eines in Farbe) mit höherer Auflösung und ein Video bei Daniel Fischer. Man sieht sehr schön, wie schmal und eben der Äquatorwulst ist. Die Ringe können folglich nicht breiter sein (in Wahrheit sollen sie sogar nur ein paar 10 m dick sein)
@Alderamin:
sieht immer mehr aus wie n pappmachè-saturn aus nem kinderbuch der 70ger *kicher*. auch nicht absurd-seltsamer als saturn selber…
ab-ge-fah-ren!
Ganz klar ein UFO dort geparkt und ein bischen eingestaubt. ; )
Tja… Die Natur hat offensichtlich viel Humor. In so einem Fall personifiziere ich die Natur allzu gerne *g 😉
Woah, wie abgefahren!
Ich dachte die Roche-Grenze wäre immer spezifisch für den jeweiligen Himmelskörper? Da Pan nicht zerbrochen ist, befindet er sich dann nicht definitonsgemäß außerhalb seiner Roche-Grenze? Oder war damit gemeint, dass er sich innerhalb der Roche-Grenze befinden würde, wenn man eine bestimmte Materialkomposition annimmt? (die dann wohl nicht zutreffend ist)
@Florence:
FF schreibt doch;
„Er befindet sich innerhalb der sogenannten “Roche-Grenze”…noch nicht zerbrochen ist, liegt wahrscheinlich nur daran, dass er so klein und kompakt ist
…so wie ja auch ein Kieselstein auf der Erde nicht zerbröselt, obwohl er sich deutlich innerhalb der Roche-Grenze befindet. Die genannte Grenze hört einfach unterhalb einer gewissen Größe des Asteroiden auf, relevant zu sein. Dafür gibts aber bestimmt mathematische Ausdrücke, oder, Florian?
@Florence:
der wiki-artikel erklärts auch eindeutig:
„Die Roche-Grenze eines Himmelskörpers, der einen Hauptkörper umkreist, ist die Entfernung, in der der Körper aufgrund der Gezeitenkräfte, die auf ihn wirken, zerrissen wird.“
es ist also die roche-grenze des planeten, der umkreist wird (genauso hat ichs auch immer verstanden).
„Für reale Festkörper ist diese Annahme umso besser erfüllt, je größer der Körper ist. Daher können künstliche Satelliten problemlos auch innerhalb der Roche-Grenze kreisen, während große Objekte wie Monde und Planeten dort nicht existieren können.“
und
„Befindet sich Material, das sich noch nicht zu einem Einzelkörper zusammengeballt hat, auf einer Umlaufbahn um den Hauptkörper, so wird sich dieses Material innerhalb der Roche-Grenze ringförmig auf dem Orbit verteilen, während es außerhalb der Grenze einen Klumpen bildet.
Tatsächlich befinden sich alle bekannten Planetenringe innerhalb der Roche-Grenze ihrer Planeten.“
https://de.wikipedia.org/wiki/Roche-Grenze#Roche-Grenze_als_Grenze_f.C3.BCr_die_Umlaufbahn
@Bullet
Ja, gibt es. Und sowohl die Größe, als auch die Dichte des betreffenden Objekts wirken sich auf die Roche-Grenze aus. Eine Roche-Grenze für Kieselsteine gibt es auch, aber die wird erst bei einem Schwarzen Loch relevant.
Auffällig ist der exakt mittige Standort von Pan zwischen den freien Spalt des Saturnrings, fast so als wäre Pan bereits vor langer Zeit, mit Absicht von Außerirdischen genau dort positioniert worden :).
Außerdem ist diese Hutkrempe des Pan, anscheinend auf gleicher Ebene mit den Saturnringen,… hm, hat Pan eigentlich eine Eigenrotation?, jedenfalls finde ich
diese stabile Position schon recht merkwürdig.
@Florence
Das ist richtig, die Roche-Grenze hängt auch von Masse und Komposition des umkreisenden Körpers ab. Pan befände sich innerhalb seiner Roche-Grenze, wenn er ein starrer Körper wäre. Das ist er demnach wohl offensichtlich nicht.
@Vortex
Kein Zufall – Pan hat sich den Spalt in den Ringen selbst gegraben! Siehe auch Daphnis.
Und er rotiert sicherlich gebunden, starr auf den Saturn ausgerechnet. Dann macht es Sinn, dass sich die Ringpartikel in seiner Äquatorebene sammeln.
Sieht ziemlich kurios aus.
Gibt es dafür Erklärungsversuche, wie dieser Mond diese Form angenommen hat ?
Natürlich „ausgerechnet“ -> „ausgerichtet“.
@Vortex Das ist beides weniger merkwürdig, wenn man bedenkt, dass Pan diesen Spalt selbst freigeräumt hat durch gravitative Anziehung des Ringmaterials. Pans Eigenrotation ist gezeiten-gebunden, dass heißt Saturn zwingt ihn dazu ihm immer die gleiche Seite zuzuwenden – wie die Erde den Erdmond zwingt; im Fall von Pan sogar noch ausgeprägter wegen kreisförmigerer Bahn.
Meine Vorstellung bisher war: Die Roche-Grenze bestimmt sich doch dadurch, ab wann die Gezeitenkräfte den Körper auseinanderreißen. Sie muss also von Größe, Dichte und Zusammenhalt des Materials abhängen. Damit hat jeder Körper seine eigene Roche-Grenze (natürlich auch abhängig vom Zentralkörper/Rotationspartner). Oder er hat eben keine, weil das Konzept keinen Sinn ergibt (Beispiel Kieselstein von Bullet).
Dann versteh ich aber eben die Aussage „Er befindet sich innerhalb der sogenannten “Roche-Grenze” nicht.
@Florence:
der wiki-artikel erklärts auch eindeutig:
“Die Roche-Grenze eines Himmelskörpers, der einen Hauptkörper umkreist, ist die Entfernung, in der der Körper aufgrund der Gezeitenkräfte, die auf ihn wirken, zerrissen wird.”
es ist also die roche-grenze des planeten, der umkreist wird (genauso hat ichs auch immer verstanden).
“Für reale Festkörper ist diese Annahme umso besser erfüllt, je größer der Körper ist. Daher können künstliche Satelliten problemlos auch innerhalb der Roche-Grenze kreisen, während große Objekte wie Monde und Planeten dort nicht existieren können.”
und
“Befindet sich Material, das sich noch nicht zu einem Einzelkörper zusammengeballt hat, auf einer Umlaufbahn um den Hauptkörper, so wird sich dieses Material innerhalb der Roche-Grenze ringförmig auf dem Orbit verteilen, während es außerhalb der Grenze einen Klumpen bildet.
Tatsächlich befinden sich alle bekannten Planetenringe innerhalb der Roche-Grenze ihrer Planeten.”
goddamit! die forumssoftware ist echt weird. plötzlich werd ich wieder ohne erkennbaren grund moderiert.
florence, lies einfach den wikipedia-artikel zu, eindeutiger gehts eigentlich nicht; saturns ringe zb befinden sich alle innerhalb (logischerweise) der roche-grenze des saturn.
@Florence
In der Wikipedia steht eingangs:
D.h. es wird vernachlässigt, dass das Objekt durch Molekularkräfte zusammengehalten wird. Weiter unten steht:
Deswegen kann ein kompaktes Objekt innerhalb der Roche-Grenze bestehen.
@Alderamin / #22
Das ist ein echt gutes Bildbeispiel, denn man sieht bei Daphnis auf der einen Seite sogar eine Art Stauwelle aus Partikeln, was vermuten läßt, daß entweder der gesamte Saturnring sich geringfügig schneller dreht, oder aber Daphnis macht dies,…
was ich intuitiv eher nicht vermute, gilt dann auch für Pan :).
@Wizzy / #25
Durch Alderamins Bildbeispiel ist es nun klar, aber dennoch muß es einen differentiellen Geschwindigkeitsunterschied zwischen Saturnring und Pan geben, damit sich ein freier Spalt über einen langen Zeitraum bilden kann, selbst wenn es nur wenige cm/sec sind.
@Vortex
Daphnis zieht beim Vorbeilaufen Partikel aus dem Ring heraus und hinter sich her. Die laufen dann nicht mehr auf einer perfekt kreisförmigen Bahn im Ring, sondern ihre Bahn wird ganz leicht elliptisch. Entweder kollidieren sie dann mit anderen Ringpartikeln oder mit Daphnis. Bei Pan bilden sie dann den seltsamen Kragen. Warum Daphnis keinen hat, weiß ich allerdings auch nicht.
Der ganze Ring hat eine differenziell variierende Geschwindigkeit. Innen rotieren die Ringpartikel schneller als außen. Deswegen können sie nur auf perfekten Kreisbahnen, die sich nicht mit den Bahnen anderer Partikel kreuzen, kollisionsfrei um den Saturn kreisen. Die Schäfer-Monde Pan und Daphnis stören diese Kreisbahnen in ihrer Umgebung. Und auch die weiter außen liegenden größeren Monde verursachen Lücken im Ring an den Stellen, wo Ringpartikel in Resonanz mit ihren Umlaufzeiten sind. Wenn die Partikel und die Monde sich regelmäßig an den gleichen Stellen ihrer Bahnen treffen, ziehen die Monde die Partikel aus ihrer perfekten Bahn heraus und eine Lücke im Ring entsteht.
@Alderamin: „Warum Daphnis keinen [Kragen] hat, weiß ich allerdings auch nicht.“
Auf dem von Dir verlinkten Photo zieht sich ein gut sichtbarer Grat von links unten nach rechts oben einmal komplett um den sichtbaren Teil von Daphne herum – das sieht zumindest für mich schon mal nach „Kragen“. aus
Und die Annahme, dass der Grat auf der Rückseite weitergeht liegt jetzt nicht so arg fern…
Auch heise-Online hat heute einen Bericht über Pan und schreibt er erinnere an Ravioli …
Stümmt :-).
Die swr2-Redaktion findet eine besonders blumige Umschreibung für „Pan“:
„Walnuss im All ist ein Käsebrötchen“
Quelle: https://www.swr.de/swr2/wissen/pan-minimond-saturn-form/-/id=661224/did=19161424/nid=661224/1daj1g/index.html
„Pan“ hat auf der Erde Doppelgänger, wenn auch nur ganz winzige von etwa 1 mm Durchmesser, aber dafür milliardenfach: Die Körner des hellsamigen Kultur-Amaranth (amarantus cruentus, amarantus hypochondriacus und deren Abkömmlinge).
Direkt bei der Ernte haben die Körner genau so wie „Pan“ in der Mitte eine kugelförmige Verdickung und sozusagen „am Äquator“ einen Ring. Aber nur bis zur Trocknung (künstlich oder in der Sonne) also eine ganz kurze Zeitspanne. Danach sind sie kugelrund. Amaranth („Kiwicha“ in der Inka-Sprache) ist eine äußerst hochwertige Pseudo-Cerialie, ähnlich „Quinoa“, und wurde von den Inkas als „heilig“ verehrt. Also viel Ehre auch für Zwillingsbruder „Pan“
Die Gestalt von Pan finde ich eigentlich ganz plausibel:
1) Das Objekt befindet sich innerhalb der Roche-Grenze, aufgrund der Gezeitenwirkung würde es also auseinander brechen falls nicht intermolekulare Kräfte es zusammenhalten würden. Dazu das Beispiel des Kiesels von oben:
Der Kiesel wird auch innerhalb der Roche-Grenze intakt bleiben, da er fest genug ist. Würde man ihn zu Staub zermahlen, würde er sich über den Orbit verteilen — wobei der zermahlene Kiesel zunächst gleiche Größe, Dichte und Gestalt hat.
Das bedeutet, dass Pan eine gewisse Festigkeit haben muss, z.B. dass es sich um einen „Fels“brocken oder Eisklumpen handelt. Lose Partikel können sich an dem Objekt nicht anlagern und auch nicht auf ihm halten.
2) Pan ist vermutlich in gebundener Rotation mit Saturn. Das bedeutet, dass seine Rotationsachse senkrecht zu den Ringen steht. Der Äquatorbereich von Pan wird also von den Ringen „abgeschattet“ vor Mikrometeoriten, kosmischer Strahlung usw., welche eine Abrasion der Mondoberfläche bewirken und diese auf Dauer abtragen oder „sputtern“. Wegen 1) halten sich abgetragene Partikel nicht auf dem Objekt.
Eine Möglichkeit, einen Äquatorwulst zu verstehen, ist daher, ihn nicht duch Anlagerung von Material zu verstehen, sondern als Artefakt einer verminderten Abrasion im Vergleich zur restlichen Objektoberfläche.
Bedingungen wären also A) Kompakter Körper der sich B) innerhalb der Roche-Grenze befindet und dort bestehen kann, sich C) in einem Ringsystem befindet und D) dessen Rotationsebene mit dem Ringsystem zusammenfällt, und wo E) das Objekt so klein ist, dass die Dicke und Breite des Ringsystems relativ zum Durchmesser des Objekts nicht mehr vernachlässigbar sind.
Zu E): Durchmesser von Pan wird mit 30km angegeben, die Dicke des Ringsystems mit 10m bis 100m. Wichtig sind für eine Abschattung aber auch die Breite des Ringsystems, dessen Dichte und Aufbau und auch der Abstand des Mondes zum Ringsystem (wenn der seine Umgebung freigeräumt hat). Hier fehlen mir sowohl Daten als auch Wissen zur Modellierung, wie sich diese Parameter auf die „Transparenz“ des Ringsystems in Abhängigkeit von der geographische Breite auswirken.
@Richard
Stimmt, steht sogar im begleitenden Text. Ist halt nur nicht so eine extreme Krempe wie bei Pan. Vielleicht pappen die Ringpartikel bei Pan besser oder es gibt weniger Störungen, die die Krempe zerstören könnten, oder mehr Ringpartikel in der Ring-Lücke.
Jetzt ist mirt beim Betrachtten des Saturn etwas aufgefallen: die Streifen bleiben nicht da, wo sie sind, meiner Meinung nach wandern sie nach Norden. Hier ein Video von 1981 vom Vorbeiflug der Voyager-Sonde. Hier bitte den Streifen knapp über dem Äquator beachten, der ein wenig dreidimensional wirkt, weil er nach oben hin dunkler wird. Wie weit ist der vom Äquator entfernt? Maximal 30 Grad. Jetzt das Video von Cassini 2016. Jetzt ist dieser Streifen bei mindestens 60 Grad Abstand vom Äquator. Seht ihr das auch so, oder habe ich einen Knick in der Optik?
Mir fällt bei diesem Foto spontan das Stück „5 auf dem Apfelstern“ der Augsburger Puppenkiste von 1981 ein. Dort gab es ein Lied, in dem u.a. die Textzeile „Das ist kein Spiegelei, sondern ein Mond“ vorkam. Passt hierzu ziemlich gut.
Jetzt ist mir beim Betrachtten des Saturn etwas aufgefallen: die Streifen bleiben nicht da, wo sie sind, meiner Meinung nach wandern sie nach Norden. Hier ein Video von 1981 vom Vorbeiflug der Voyager-Sonde. Hier bitte den Streifen knapp über dem Äquator beachten, der ein wenig dreidimensional wirkt, weil er nach oben hin dunkler wird. Wie weit ist der vom Äquator entfernt? Maximal 30 Grad. Jetzt das Video von Cassini 2016. Jetzt ist dieser Streifen bei mindestens 60 Grad Abstand vom Äquator. Seht ihr das auch so, oder habe ich einen Knick in der Optik?
@noch’n Flo
Siehste. Wie man sich denken kann, habe ich dazu eine Privattheorie. Beziehungsweise zwei. Erstmal die schlechtere: der Saturn ist bewohnt und sie spielen dort die Augsburger Puppenkiste nach. Das Timing stimmt.
@Artur57
Das sind zwei verschiedene Bänder, einmal der Equatorial Belt und einmal der Temperate Belt. Kann sein, dass die Intensität mit der Zeit (jahreszeitlich?) schwankt (bei Jupiter hat sich einmal eine helle Wolkenschicht über eines der dunklen Bänder gelegt und es so zum Verschwinden gebracht). Kann auch sein, dass man verschiedene Filter bei den Aufnahmen verwendete, in denen die Bänder verschieden auffällig wirken.
Könnte es nicht auch so sein, dass der eher runde Kern kompakt und stabil ist und der „Kragen“ lose?
Der feste Kern könnte quasi als Gravitationszentrum agieren, und das lose Material festhalten. Der „Kragen“ bestünde aus losem Material der Ringe.
Auf hochauflösenden Fotos des Kragens sieht man ein Streifenmuster, dass so aussieht als könnte es von „herabrieselndem“ Material stammen.